钢板-混凝土组合板受弯性能试验研究

以钢板代替受力钢筋,通过栓钉将外侧钢板与内部混凝土板相连,二者共同作用形成钢板-混凝土组合板。根据钢板布置形式的不同,可将钢板-混凝土组合板分为单面钢板-混凝土组合板（SSC）和双面钢板-混凝土组合板（DSC）。通过对4个SSC试件和3个DSC试件的受弯试验研究,分析了不同钢板厚度、抗剪连接程度以及构造钢筋配置对组合板受弯性能和破坏形态的影响。试验结果表明,按完全抗剪连接设计的试件破坏形态与适筋梁相似,具有良好的受弯承载能力和延性;当受拉区钢板采用部分抗剪连接设计时,剪跨区栓钉易剪断导致承载力明显降低;当受压区钢板采用部分抗剪连接设计时,顶层钢板易发生局部屈曲,导致试件承载力和延性有所降低。基于试验结果,给出了钢板-混凝土组合板的受弯承载力计算式,计算值与试验值吻合较好。     

钢板-混凝土空心组合板受力性能与设计方法研究

钢板-混凝土空心组合板是一种新型组合板形式,由下部平钢板、纵向开孔钢板(肋板)、矩形空心内模和上部混凝土面层组合而成。该新型板由于使用空心内模,具有自重轻,隔声,节能的优点,并且具有施工免模板、免临时支撑等特点,具有广泛的应用前景。为研究组合板静力受剪和受弯性能,对6块钢板-混凝土空心组合板试件进行了两点对称集中加载静力试验研究。研究组合板随名义剪跨比变化的破坏形态及受力行为的变化规律。通过试验研究,考察6个组合板试件的破坏形态、钢板与混凝土应变发展情况、裂缝发展情况及组合板承载能力。结果表明:空心组合板具有良好的受力性能,钢板与混凝土组合良好,界面之间无明显滑移;组合板受弯承载能力计算可以采用平截面假定,底部钢板强度可以得到充分发挥;组合板具有较高的受弯承载能力和刚度,并具有良好延性。根据试验研究结果,建立钢板-混凝土组合板受弯承载能力计算公式,为该新型组合板在工程实践中的推广应用提供技术依据和理论支持。     

钢板-轻骨料混凝土空心组合板弯曲刚度计算方法研究

钢板-轻骨料混凝土组合板是由底部平钢板和上部轻骨料混凝土通过开孔钢板穿入空心钢管焊接而成的新型组合板形式,具有良好的受力性能和广泛的应用前景.为了研究钢板-轻骨料混凝土空心组合板的弯曲刚度和变形计算方法,对5块钢板-轻骨料混凝土空心组合板试件进行两点对称集中加载静力试验研究,得到该空心组合板在静力作用下的跨中弯矩-挠度...     

单钢板混凝土组合板面外承载力计算方法

单钢板混凝土组合板作为一种新型结构形式,在我国尚未形成完善的设计理论和计算方法,国外相应标准也无法直接借用。以单钢板混凝土组合板面外加载试验的试验结果为基准,参考国内外现行标准,提出相应计算假定,并推导了单钢板混凝土组合板的正截面和斜截面承载力计算式以及板的挠度计算式。利用该算式对试验构件进行计算,计算结果与试验结果吻合良好。     

闭口型压型钢板-混凝土组合板的纵向受剪性能

为了得到闭口型压型钢板 -混凝土组合板的纵向受剪性能 ,进行了 12块闭口型压型钢板 -混凝土简支组合板的试验 ,得到了这种组合板的纵向受剪性能和破坏形态等。在试验研究的基础上 ,对闭口型压型钢板 -混凝土组合板纵向抗剪承载力的设计计算等提出了建议     

闭口型压型钢板-轻骨料混凝土组合板受力性能及动力特性试验研究

对6块闭口型压型钢板-轻骨料混凝土组合板试件进行了两点对称集中加载静力试验研究,考察了组合板在不同剪跨比下的破坏形态、钢板与混凝土应变发展、端部滑移和裂缝发展情况,研究了组合板的纵向剪切极限承载能力。研究结果表明,端部设置栓钉的闭口型压型钢板-轻骨料混凝土组合板具有较好组合作用,剪跨比较小的闭口型压型钢板-轻骨料混凝土组合板主要发生纵向剪切粘结破坏,而剪跨比较大的组合板主要发生接近于弯曲破坏的弯剪破坏;根据试验研究结果,建立了闭口型压型钢板-轻骨料混凝土组合板的承载能力计算公式,并给出了组合板刚度计算建议方法。为考察组合板的动力特性,对6块闭口型压型钢板-轻骨料混凝土组合板的前三阶自振频率和阻尼比进行了试验测试,测试结果表明闭口型压型钢板-轻骨料混凝土组合板阻尼比比较小,并结合自振频率实测结果对经验计算公式进行了对比验证,为闭口型压型钢板-轻骨料混凝土组合板动力特性计算及组合楼盖的竖向振动分析控制设计提供依据     

闭口型压型钢板——混凝土组合板承载能力试验研究

闭口型压型钢板—混凝土组合板中,压型钢板能更好地起到受拉钢筋的作用,比开口型压型钢板—混凝土组合板有更多性能优势和更好的应用前景。通过八块采用新型BONDEKⅡ型闭口型压型钢板的组合板的静力性能试验研究和理论分析,着重考察剪跨比和组合板端部栓钉布置对组合板受力性能、破坏形态和极限承载能力的影响,提出了该类闭口型压型钢板的组合板的受弯承载力、竖向受剪承载力和纵向剪切粘结破坏承载力的计算方法及公式,为组合板设计计算提供依据。     

考虑滑移的压型钢板-轻骨料混凝土组合板抗弯性能研究

基于压型钢板-轻骨料混凝土组合板受弯试验及有限元分析,研究了压型钢板厚度、组合板厚度及钢板强度等因素对组合板受弯承载力的影响。探究了栓钉的组合效应及压型钢板与轻骨料混凝土交界面之间的相对滑移问题,针对带栓钉的组合板,提出了考虑压型钢板和轻骨料混凝土之间黏结滑移的抗弯承载力计算式。     

闭口型压型钢板-混凝土组合板的刚度计算

闭口型压型钢板 -混凝土组合板的挠度控制是这种新型组合楼板设计中的一个重要因素。在12块闭口型压型钢板简支组合板试验研究的基础上 ,建立了闭口型压型钢板 -混凝土组合板的刚度计算方法 ,针对ASCE标准提出了适合这种新型组合板刚度计算的修正建议。挠度计算值与实测值吻合较好     

大跨度闭口型压型钢板-混凝土组合楼板抗弯承载力试验研究

通过对8块闭口型压型钢板-混凝土组合楼板的静力试验,对闭口型组合板的破坏特征、裂缝分布以及抗弯承载力等力学性能进行分析研究。试验结果表明:闭口型组合板破坏形态以纵向剪切破坏和弯曲破坏为主,大跨度组合板的破坏形式均为弯曲破坏。在试验研究的基础上,依据塑性截面设计法,并充分考虑组合板跨度和端部栓钉对组合板抗弯性能的影响,提出了更适合于大跨度闭口型压型钢板-混凝土组合楼板的抗弯承载力计算式,计算结果与试验结果吻合较好。     

受压U肋加劲板局部稳定受力性能数值模拟

为了掌握受压U肋加劲板的局部稳定受力性能,考虑残余应力与初始几何缺陷,建立U肋加劲板局部稳定试验试件的有限元模型,通过考虑不同宽厚比的试验验证该数值模拟方法的正确性;将U肋加劲板及其腹板简化为四边简支板,并通过数值模拟方法验证四边简支板简化模型的正确性。结果表明:采用数值模拟方法计算得到的破坏模态和应力 位移曲线与试验曲线吻合较好,所计入的残余应力和几何缺陷大小是合理的;采用简化的四边简支板模型和试验试件模型计算的应力 位移曲线从开始到峰值吻合较好,在下降段四边简支板模型下降斜率有所增大;在分析受压U肋加劲板受力性能时,可以选用等效四边简支板简化模型分析其局部稳定承载力。     

板肋加劲板整体稳定数值模拟与受力机理研究

分别采用梁单元与板壳单元建立同时考虑初始几何缺陷和焊接残余应力的受压板肋加劲板整体稳定分析有限元模型,并以相应试验结果进行验证,得到梁与板壳单元模拟受压板肋加劲板整体稳定的异同。采用经验证的数值模拟方法,对不同弯曲失稳方向板肋加劲板的受力机理进行了研究。结果表明:采用板壳单元可以较好还原板肋加劲板整体稳定受力性能,板壳有限元模型与试验试件的承载力最大相对误差为4.2%,平均相对误差为1.48%; 梁单元模型与长(中长)柱试验试件的承载力最大相对误差为5.4%,平均相对误差为1.92%,与短柱试件的承载力相对误差虽仅为0.7%,但由于不能考虑板件发生的塑性失稳,其应力-位移曲线拟合情况相对较差; 不同弯曲失稳方向板肋加劲板整体稳定构件的破坏特征不同,其中对于板肋侧弯曲的板肋加劲板整体稳定构件,被加劲板边缘部分受压达到材料屈服强度且板肋边缘受拉达到屈服强度时,构件整体达到其承载极限; 对于被加劲板侧弯曲的板肋加劲板整体稳定构件,当板肋边缘部分受压达到材料屈服强度时,构件整体达到其承载极限; 对于实际工程中组成钢箱梁顶板的板肋加劲板,制作时应避免朝向板肋侧的变形。     

体外预应力节段预制试验梁力学性能数值分析

提出一种有限元模型,用于体外预应力节段预制试验梁力学性能数值分析。该有限元模型用ANSYS通用分析软件中的SOLID65单元建立试验梁的3D实体模型,以接触单元模拟节段之间的干接缝,用节点耦合法实现体外预应力束与混凝土梁之间的连接。考虑混凝土材料非线性和几何非线性,通过数值模拟分析揭示试验梁的结构行为、混凝土接缝处的应力变化规律和裂缝张开情况。该有限元模型研究了预应力配束形式、体外预应力二次效应和转向处滑移对试验梁弯曲力学性能的影响。数值分析揭示了在荷载300kN以前,节段接缝处于受压状态;在300kN以后,裂缝张开是影响试验梁力学性能的主要因素。研究结果可用于预制节段桥梁的设计。     

内置钢板钢筋混凝土剪力墙非线性仿真研究

DIANA(DIsplacement method ANAlyser)是一种研究混凝土结构能力较强的有限元分析软件,尤其适用于结构非线性分析。选择合适的模型和本构关系,采用DIANA,对反复荷载作用下内置钢板钢筋混凝土剪力墙受力性能进行数值分析。比较数值模拟结果与试验实测结果可知,DIANA能够较好地模拟构件峰值荷载点之前的滞回特性;就轴压比、混凝土强度等级等参数对于墙体抗震性能的影响进行了讨论,结果表明DIANA仿真模拟与试验结果吻合较好。针对数值仿真中存在的未考虑钢板与混凝土的粘结滑移、网格划分精度等问题,提出了合理精度的网格划分与几何非线性计算相结合的建议,可以较好地模拟钢板的局部屈曲。     

Performance of soft-hard-soft (SHS) cement based composite subjected to blast loading with consideration of interface properties

This paper presents a combined experimental and numerical study on the damage and performance of a soft-hard-soft (SHS) multi-layer cement based composite subjected to blast loading which can be used for protective structures and infrastructures to resist extreme loadings, and the composite consists of three layers of construction materials including asphalt concrete (AC) on the top, high strength concrete (HSC) in the middle, and engineered cementitious composites (ECC) at the bottom. To better characterize the material properties under dynamic loading, interface properties of the composite were investigated through direct shear test and also used to validate the interface model. Strain rate effects of the asphalt concrete were also studied and both compressive and tensile dynamic increase factor (DIF) curves were improved based on split Hopkinson pressure bar (SHPB) test. A full-scale field blast test investigated the blast behavior of the composite materials. The numerical model was established by taking into account the strain rate effect of all concrete materials. Furthermore, the interface properties were also considered into the model. The numerical simulation using nonlinear finite element software LS-DYNA agrees closely with the experimental data. Both the numerical and field blast test indicated that the SHS composite exhibited high resistance against blast loading.     

粘钢加固混凝土框架节点的有限元分析

通过模拟地震作用,对受低周循环荷载的混凝土框架中节点做粘钢加固前后的ANSYS有限元数值模拟分析,并将数值模拟结果与实验数据进行对比分析,在验证了有限元模型正确的基础上,通过改变加固钢材的厚度,建立了M1,M2,M3,M4四个模型,讨论了加固不同厚度柱部角钢、梁上钢板、梁柱核心区箍板对节点受力的影响,以及加固板厚对节点滞回曲线的影响,得出结论。     

钢管混凝土Y形柱非线性有限元分析及试验对比研究

以北京市某地铁车站Y形钢管混凝土柱为工程背景,在对其进行拟静力试验的基础上,利用大型通用有限元软件Abaqus对缩比试验模型进行建模和分析,并将计算模型得到的骨架曲线、柱底应力和应变、Y形铸钢部分应力与试验结果进行对比分析,得到结论:1)模拟计算结果与试验结果基本吻合,有限元模拟有一定的可靠度,可为实际设计及施工提供参考,也可为以后研究提供借鉴。2)根据结果推测,柱底仍是试件最薄弱部位。3)提出扩大模型范围研究,对结构进行设计优化和通过等效简化模型来提高其精确度的展望。     

不同应变速率下高强混凝土裂缝数值分析

基于C50混凝土在不同应变速率下的单轴抗压试验结果,利用ANSYS软件中的Solid65单元建立混凝土试件的有限元计算模型,较真实的模拟混凝土在四种不同应变速率下由开裂到破坏的变化情况,通过程序计算得出混凝土试件的裂缝发展图和混凝土试件的破坏形态,探究混凝土的破坏机理,为进一步研究混凝土的力学性能提供设计理论依据。     

薄壁箱形截面钢柱稳定极限承载力的有限元数值模拟

基于薄板的弹塑性大挠度有限元理论,采用有限元方法在综合考虑几何缺陷和力学缺陷的基础上,建立模拟薄壁箱形截面钢柱稳定极限承载力的有限元模型,并将数值模拟结果与已知试验结果进行比较,证实有限元方法的有效性,为进一步研究提供依据。     

屈曲约束钢板剪力墙受力性能分析及盖板简化计算方法

内嵌钢板与混凝土盖板之间相互作用机理较为复杂,难以通过简单方法确定屈曲约束钢板墙连接螺栓拉力与混凝土盖板弯矩.为此,采用有限元软件ABAQUS建立屈曲约束钢板剪力墙计算模型,并通过与模型试验对比验证其可靠性.通过非线性有限元数值模拟,分析钢板高厚比、盖板与钢板厚度比以及盖板与钢板间隙等参数对应力分布、屈曲变形和滞回性能...